Паводок обычно следует непосредственно за ливнем. В среднем слой выпавших дождевых осадков уменьшается с увеличением площади территории, над которой они выпадают, а также с удалением от центра циклона. В горах структура дождя, изображаемая в изогиетах (линиях равной величины осадков), зависит от распределения высот, экспозиции отдельных склонов и крупных форм рельефа.
ГИДРОЛОГИЯ
Дожди циклонического типа умеренной или слабой интенсивности могут продолжаться несколько суток. Такие дожди – благо для фермеров, так как бóльшая часть осадков впитывается в землю и способствует росту растений. Однако, когда контраст во влагосодержании и температурах между соседними воздушными массами крайне велик или конвекция протекает особенно активно, дождь выпадает с такой интенсивностью, что бóльшая часть воды скатывается по поверхности грунта прямо в реки, часто захватывая при этом большое количество плодородного гумуса. Русла оказываются не способными вместить и пропустить весь объем воды в столь короткие сроки, и реки выходят из берегов. В результате происходят разрушительные наводнения.
Интенсивность и количество осадков зависят от содержания воды, а также от скорости и амплитуды охлаждения воздуха. Выделяются два основных типа осадков. Первый – это осадки, выпадающие на обширной территории в результате циклонической деятельности; их можно подразделить на фронтальные и нефронтальные. Первые формируются, когда теплый воздух поднимается над холодным, вторые – когда происходит горизонтальная конвергенция и поднимающийся воздух перетекает в область низкого давления. Осадки второго типа выпадают на меньшей территории и представляют собой более интенсивные грозовые ливни, при которых более теплый воздух нижних слоев быстро выносится вверх сильными конвективными течениями. Осадки конвективного типа могут быть одной из стадий циклона, и оба типа осадков могут усиливаться за счет дополнительного подъема воздуха над высокими формами рельефа.
Современный инструмент для измерения осадков – это автоматический плювиограф, непрерывно регистрирующий в графической форме количество, продолжительность и интенсивность атмосферных осадков. Используются также дождемеры, улавливающие осадки. Там, где снег выпадает нерегулярно и в небольшом количестве, применяются те же приборы, что и для измерения жидких осадков. В горных областях устанавливаются емкости-ловушки, аккумулирующие снег иногда в течение всего холодного сезона. Попадая в емкость, снег тает под воздействием концентрированного солевого раствора. Количество выпавшего снега измеряется также при помощи снегомерной трубки, которой берут снежный керн. Для определения эквивалентного слоя воды этот керн взвешивается.
ГИДРОЛОГИЯ, наука, изучающая воды Земли, их свойства, распространение и протекающие в них процессы. Людей давно занимал вопрос, почему океаны не выходят из берегов, хотя реки постоянно выносят в них огромные массы воды. Когда выяснилось, что вода при нагревании может переходить из жидкого состояния в газообразное, стало очевидно, что под воздействием солнечного тепла нагревается поверхность океана и вода постоянно превращается в пар. Между тем и метеорология постепенно раскрывала причины изменений погоды. Стало известно, что дождь выпадает из облаков, а облака состоят из крошечных капелек воды или кристаллов льда. Наконец, происхождение облаков было соотнесено со скоплениями водяного пара в атмосфере, а описание гидрологического цикла – круговорота воды в природе (рис. 1) – стало краеугольным камнем гидрологии.
По сути, источником всех вод суши является океан. Молекула воды начинает свой путь в этом цикле, когда, получив несколько больше тепловой энергии по сравнению с соседними молекулами, преодолевает поверхностное натяжение жидкости и превращается в молекулу пара. Воздух, в который попадает молекула, вовлечен в процесс циркуляции, порожденный неравномерным нагреванием полярной и тропической зон, перепадами атмосферного давления и вращением Земли. Циркуляция атмосферы в Северном полушарии в целом направлена с запада на восток. Внутри воздушных масс происходит вертикальное движение воздуха, вызванное прежде всего нагреванием воздуха на контакте с более теплой поверхностью океана или суши. Нагретая таким образом отдельная частица расширяется, становясь менее плотной, чем частицы, находящиеся непосредственно выше нее, и благодаря большей подъемной силе, воздействующей на нее, устремляется вверх. Однако в соответствии с известным физическим законом расширение происходит за счет запаса тепла, и поэтому, поднимаясь, эта воздушная частица охлаждается до тех пор, пока температура не понизится до такой степени, что влага уже не сможет оставаться в газообразном состоянии и не произойдет конденсация пара. Крошечные капельки воды, взвешенные в атмосфере, образуют облака. При соответствующих условиях эти капельки сливаются вокруг ядер конденсации (кристаллов льда или пылинок), а достигнув веса, достаточного для преодоления сопротивления воздуха, падают на землю в виде дождя, снега или града. Когда частица воды вместе с наземным или подземным стоком попадает снова в океан, это означает, что она совершила полный круговорот в природе.
Трассопоисковый комплект RD2000CPS |
Приборы для поиска трасс подземных коммуникаций позволяют точно определить положение объекта под землёй. Они работают в пассивном или активном режимах. В пассивном режиме регистрируется электромагнитное поле, наведенное на металл кабеля или трубы токами промышленной частоты. Имеются модификации приборов, обеспечивающие поиск протяженных объектов — труб, кабелей, и модификации для обнаружения небольших объектов, например, крышек смотровых колодцев или шпинделей задвижек. Пассивный режим эксплуатации предельно прост, однако в условиях большого количества коммуникаций, проложенных в непосредственной близости друг от друга, затруднительно выделить искомую трубу или кабель. Поэтому в основном применяют активный режим работы, при котором электромагнитное поле тока заданной частоты наводится на трубу или кабель с помощью специального генератора, устанавливаемого непосредственно на объект или около него. Максимальная глубина, на которой прибор обеспечивает определение трассы, зависит от диаметра трассы и мощности используемого генератора и составляет несколько метров. Кроме определения положения и глубины залегания некоторые модели трассоискателей обеспечивают поиск муфт и катушек, определение скручивания жил кабеля, поиск дефектов оболочки кабеля, определение трасс неметаллических трубопроводов и засоров в них. Все трассоискатели выполнены в переносном исполнении и имеют автономное питание. Для привязки к абсолютным географическим координатам имеется возможность совместной работы с приемниками GPS. Результаты работы передаются на персональный компьютер для дальнейшей обработки, хранения и составления электронных карт. Трассоискатель — это прибор, который используется для точного нахождения местоположения и глубины залегания подземных коммуникаций: сигнальных и силовых кабелей, трубопроводов водоснабжения, газоснабжения и практически любых линейных металлических труб, кабелей и иных объектов. Также трассоискатель или кабелеискатель находит места повреждения кабельных линий, обеспечивает выполнение работ по поиску скрытой проводки. По конструкции и способу использования выделяют ручные, судовые, подводные (водолазные) трассоискатели. Наиболее сложные модели трассоискателей подключаются к портативному компьютеру и позволяют при помощи специального программного обеспечения получать полную информацию о пространственном положении подземных и подводных коммуникаций на обследуемой территории. Ведущим производителем трассоискателей является всемирно известный холдинг «Seba KMT». Применение трассопоискового оборудования:
Трассопоисковый комплект предназначен для поиска трубопровода и локализация мест повреждения катодной защиты и состоит из различных моделей приёмников, генератора и другого вспомогательного оборудования (при необходимости). Весомую и основательную нишу в этом направлении |
Прибор для определения расстояния при помощи лазерного луча называется лазерный дальномер. Дальномер leica, как и другие модели, используется при геодезической съемке местности, в навигации и т. д.
Погрешность такой «лазерной рулетки» находится в пределах от 1 до 3 мм в расчете на 100 м. Каждый подобный прибор, не исключение и дальномер disto, имеет стандартный набор функций: сложение, вычитание, вычисление объема и площади. Более совершенные модели, такие, как дальномер leica, имеют дополнительные функции — замер недоступных отрезков с использованием теоремы Пифагора и вычисление. А также дают возможность измерения высоты и угла, имеют цифровой видоискатель и функцию Bluetooth. Лазерный дальномер disto, как и остальные дальномеры, имеет синонимы — лазерный измеритель или линейка лазерная и проч.
Режимы работы дальномеров:
Теодолит — геодезический инструмент для определения направлений и измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах, топографических и маркшейдерских съёмках, в строительстве и т. п. Основной рабочей мерой в теодолите служат горизонтальный и вертикальный круги с градусными минутными и секундными делениями.
Развитием конструкции теодолита является тахеометр.
Конструктивно теодолит состоит из следующих основных узлов:
Согласно ГОСТу 10529-96, в России предусматривается выпуск шести типов теодолитов:
Т1
Т2
Т5
Т15
Т30
Т60 (в настоящее время не выпускается)
Литера «Т» обозначает «теодолит», а последующие числа — величину средней квадратической погрешности в секундах, при измерении одним приёмом в лабораторных условиях. Обозначение теодолита, изготовленного в последние годы может выглядить так: 2Т30МКП. В данном случае первая цифра показывает номер модификации («поколения»). М — маркшейдерское исполнение (для работ в шахтах или тоннелях; может крепиться к потолку и использоваться без штатива). К — наличие компенсатора, заменяющего уровни. П — дополнительная линза в зрительной трубе для прямого изображения.
Совершенно другой подход выполнен в ротационных лазерных нивелирах. В отличие от оптических и электронных, они не требуют от пользователя каких-либо навыков, значительно облегчают работу специалистов разного рода, в особенности строителей. Установленный внутри лазер генерирует луч определенной длины, который вращаясь, проецируется в воздухе или на любой плоскости. Прибор самостоятельно выравниваются относительно горизонта, позволяя получить максимально точные показания.
Компания Spectra Precision Laser имеет почти 50-летний опыт разработки и производства одних из самых надежных и технически совершенных лазерных нивелиров и построителей плоскостей. Принципиально новым решением для современной строительной индустрии является построитель плоскостей GL700 . Этот высокоточный прибор способен не только строить видимую горизонтальную и вертикальную плоскость, но и выполнять ее фиксацию для приведения в нужное положение. А главной его инновационной функцией является возможность задавать уклон по двум осям. Это в несколько раз повышает производительность ваших работ, избавляя от многочисленных пересчетов проектных отметок. Оператор может вести работы в одиночку, используя пульт дистанционного управления. Лазерный приемник, закрепленный на рейке улавливает луч на расстоянии до 900 м и сигнализирует о местоположении заданной плоскости. Также приемники могут быть установлены на стрелы или ковши строительной техники, значительно облегчая труд машиниста и уменьшая количество проходов.
Лазерные нивелиры Spectra Precision Laser великолепно зарекомендовали себя при разбивочных и монтажных работах на строительных участках всего мира.
Цифровые технологии позволяют значительно расширить возможности нивелиров и области их применения. Электронные нивелиры являются многофункциональными геодезическими приборами с электронным запоминающим устройством и встроенным программным обеспечением для обработки полученных измерений. В электронных нивелирах отсчет производится автоматически по специальной штрих-кодовой рейке, штрихи различается по всей ее длине, при этом производится многократное снятие отсчета, что значительно повышает надежность результата. Достаточно выполнить наведение на рейку, сфокусировать изображение и произвести взятие отчета нажатием клавиши. Прибор выполнит измерение и отобразит на экране полученное значение и расстояние до рейки. Применение электронных нивелиров позволяет исключить личные ошибки исполнителя и ускорить процесс измерений. Но в России единственной проблемой сдерживающей широкое использование этих приборов является отсутствие современных нормативных документов, регламентирующих их использование и описание технологий применения.
Оптические нивелиры
Оптические нивелиры это геодезические приборы для геометрического нивелирования, то есть определения превышений между точками горизонтальным лучом с использованием нивелирных реек. Нивелир устанавливается на штатив и производится грубое горизонтирование инструмента с помощью подъемных винтов трегера и круглого уровня. Современные оптические нивелиры имеют автоматический компенсатор. Он служит для поддержания оптической оси нивелира в рабочем горизонтальном положении. При незначительных влияниях компенсатор позволяет воспринимать и гасить движения, смещения, вибрации и температурные деформации. Также это устройство с недавних пор принято называть демпфером, он бывает воздушным или магнитным. Нивелиры Spectra Precision серии AL2XX оснащены этими надежными устройствами и обеспечивают стабильные и точные измерения. Принцип работы компенсатора с воздушным демпфером заключается в том, что призма и зеркало находится в подвешенном состоянии на четырех торсионах-ленточках и при наклонах прибора каждый раз стремятся занять горизонтальное положение, корректируя оптические лучи. Гашение колебаний происходит с помощью груза, расположенного в нижней части маятника. При проведении высокоточных работ часто отдают предпочтение приборам с воздушным демпфером. В компенсаторе с магнитным демпфером гашение колебаний происходит с помощью магнитного поля. Нижняя часть маятника изготовлена из стального сплава и расположена на определенном расстоянии от закрепленного постоянного магнита. Таким образом, происходит более быстрое гашение колебаний и стабилизация изображения в поле зрения нивелира. Нивелиры с магнитным демпфером очень хорошо зарекомендовали себя при проведении работ, требующих технической точности. Точность оптического нивелира определяется средней квадратической погрешностью измерения превышения на 1 км двойного хода. Также при выборе нивелира следует учитывать встроенную оптику и увеличение зрительной трубы для более яркого и четкого изображения.
Развитие современных технологий привело к созданию новых видов приборов. По основной классификации в зависимости от принципа работы этих устройств, нивелиры бывают трех типов — оптические, электронные (цифровые) и лазерные, а по особенностям конструкции их делят на стационарные и ротационные.
В процессе геодезических GPS-измерений вовлекаются как минимум 4 спутника и 2 приемника. Далее GPS-технология позволяет построить пространственный вектор между двумя этими приемниками, создавая, таким образом, базовую линию. Измерения отличаются достаточно высокой точностью, и позволят гораздо быстрее, чем с помощью привычных методов, определить расстояние с детализацией до сантиметра.
ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система (ГЛОНАСС) — российская спутниковая система навигации. Основой системы должны являться 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в 3-х орбитальных плоскостях с наклонением 64,8°, и высотой 19 100 км. Принцип измерения аналогичен американской системе GPS. На 30 января 2009 года количество действующих спутников составляло 18 штук, что обеспечило 100 % непрерывную навигацию почти на всей территории России. Европейская часть и Дальний Восток обеспечены сигналом на 92-97 %. На остальной части земного шара при этом перерывы в навигации могут достигать полутора часов.
Практически непрерывная навигация по всей территории Земли обеспечивается при полной орбитальной группировке из 24 действующих спутников.
Смешанная ГЛОНАСС/GPS аппаратура геодезического класса изготавливается многими производителями, в том числе зарубежными.